无线传感器网络中数据链路层和网络层设计

作为无线通信网络的一个新的研究热点,无线传感器网络正以其独有的特点和全新的应用而得到人们的广泛关注.本文简要介绍无线传感器网络的体系结构、节点构成和协议层次.分类阐述了几种典型的数据链路层和网络层的设计方案和设计思想.数据链路层中MAC协议可分为两大类:基于竞争的MAC协议和基于预约的MAC协议;网络层的路由算法也分为两大类:平面路由协议和分级路由协议.最后提出一些研究构想.     

基于节点接入能力的ad hoc网络按需路由协议

基于802.11协议MAC层重传策略,提出一个衡量节点接入能力的参数CAM(capacity of access to medium),以体现节点周围信道的繁忙程度及其抢占信道能力。在此基础上,联合MAC层和网络层进行跨层设计,提出了一个拥塞感知路由CAOR(congestion aware on-demand routing)协议。仿真表明:该协议能够在降低开销的前提下,显著增加网络吞吐量,并降低平均端到端的时延。     

基于无线Mesh网络跨层协议研究

介绍无线Mesh网络的基本概念和特点,基于Mesh网络的相关MAC协议和路由协议,从物理层、MAC层、路由协议层等层面介绍WMN跨层设计的一般原则和方法,对WMN的跨层设计方法和方案进行了阐述,对目前Mesh网络中的传统OSI分层结构参考模型存在的问题进行了分析,提出需要进一步研究的问题。     

基于Ka/Ku相控阵天线的空基自组网协议设计

针对空基自组织网络的大容量通信需求,首先提出了基于频分复用的定向MAC协议,在邻居发现过程中将测距算法与多维尺度变换定位算法相结合得到每个节点的相对位置,并设计了双预约资源分配算法,完成定向数据传输;然后提出了定向路由协议,解决了次佳路由问题和路由应答风暴,并加入相邻搜索、链路质量评估和备用路由,降低了协议开销。空基自组网基于Ka/Ku相控阵天线的定向传播特性以及Ka/Ku频段频谱资源丰富的特点,使用频分复用、空分复用技术实现多个信道的高速并行传输,从而极大地提高网络的吞吐量。     

X-MAC:一种新型的无线传感器网络MAC协议﹡

在无线传感器网络体系结构中,MAC(Medium Access Control)协议是保证网络高效通信的重要协议.无线传感器网络有着与传统无线网络明显不同的性能特点和技术要求.对于很多的 MAC 层协议而言,吞吐量很大程度上受到了物理信道的利用率和协议开销的限制.这里设计了一种基于一对多拓扑的无线传感器Mac层网络协议.最后,还通过NS-2(Network Simulator 2)仿真并比较该协议与现存无线传感器MAC层网络协议的网络性能.     

基于FPGA的以太网MAC控制器的实现

以太网IEEE802.3协议根据LAN的特点,把数据链路层分成LLC(逻辑链路控制)和MAC(介质访问控制)两个子层.MAC层协议作为数据帧收发的基础,是以太网技术的核心,主要负责上层数据和物理层的数据流量控制和数据流的检测、校验工作.介绍了基于FPGA的10MHz/100MHz以太网MAC控制器的设计,整个设计用Verilog语言实现.自主设计开发验证板,使用Altera厂商的FPGA(EP1C20F400C8)并验证.     

EPON系统中MAC算法的仿真设计

在分析EPON系统中MAC协议和算法的基础上进行了数学建模及仿真实验,提出了基于OLT的带宽分配算法.该算法可充分使用EPON的带宽资源,为在EPON的MAC层设计上提供了参考.     

Ad Hoc网络的协议栈及各层协议的设计

与传统网络不同 ,AdHoc网络是一种特殊的多跳无线网络 ,它的协议栈设计面临新的挑战。本文首先给出了一种用于AdHoc网络的通用协议栈 ,详细探讨了协议栈各层的相关设计问题 ,包括设计要点、策略和方法 ,重点对MAC子层和路由协议进行了讨论。     

多跳无线Ad hoc网络路由协议的模拟和性能比较

文中采用随机场景的模拟方法对3种多跳无线Ad hoc网络路由协议的性能做了定量性的分析.对网络模拟器NS-2做了更进一步的拓展:增加SASR路由协议、增加AODV的MAC层虚拟HELLO机制,在此基础上对路由协议AODV,DSR和SASR进行了模拟.模拟结果显示:3种路由协议都能适应网络的拓扑结构变化,但是SASR和AODV路由协议在多跳无线Ad Hoc网络仍然具有相对的优越性.     

机载网络MAC协议研究综述

随着航空通信应用的不断深化、无线自组织网络研究的迅猛发展,机载网络介质访问控制（MAC）协议的研究已成为新的研究热点。首先总结和分析了机载网络MAC协议设计的应用需求,进而重点从信道接入方式角度综述了机载网络的基于竞争类MAC协议、基于调度类MAC协议、混合类MAC协议和跨层协议设计等四类MAC协议的研究进展,最后对比分析了各类典型协议的特点、性能和适用范围,并给出了需要进一步重点研究的问题,以期为从事该方面研究的人员提供参考。     

无线智能传感器网络化的设计与实现

无线智能传感器网络是一种全新的信息获取技术,具有十分广阔的应用前景.论文详细介绍了中小规模无线传感器网络架构实现方案,该方案包括基于nRF9E5射频收发芯片的传感器节点硬件设计、适用于中小规模自组网路由协议设计以及MAC层协议的选择等.该方案已通过无线路灯控制系统组网实验,对可行性进行了初步验证.实验证明该方案能够满足中小规模传感器网络组网要求.     

Interference aware routing for mobile ad hoc networks based on node＇s sending and receiving capabilities

How to efficiently build routes among nodes is increasing important for mobile ad hoc networks （MANETs）. This paper puts forward an interference aware routing protocol called Interference aware cross layer routing protocol （IA-CLR） for MANETs based on the IEEE 802.11 medium access layer （MAC）. By defining the node＇s sending and receiving capabilities, IA-CLR can indicate the interference strength of the link in a real and comprehensive way. Further more, in order to choose the route with minimum bottleneck link interference, a new routing metric is proposed by combining the MAC layer and the network layer for cross layer design. Simulation results show that IA-CLR can significantly improve the performances of network such as the average end-to-end delay, the packets loss ratio and the throughput.     

OCR-MAC：一种新的基于CSMA的无线传感器网络MAC协议

传感器网络被认为是21世纪最重要的技术之一,它将对人类未来的生活产生深远影响,其中MAC协议是WSN通信协议中最为突出也是最为重要的关键协议之一。无线传感器网络具有节点的电源能量和硬件资源受限的特点,因此设计高能效的MAC协议是MAC协议研究中具有挑战性的研究课题。基于以上目的,本文采用了CSMA机制和分簇路由协议的优点,改进了传统的MAC协议提出了OCR-MAC协议,并利用MATLAB进行了仿真,仿真结果表明,改进后的OCR-MAC协议在节能和网络数据传输方面性能更加优越。     

基于Q学习算法的Ad Hoc网络自适应DSR协议研究

提出了一种用于Ad Hoc网络改进的基于Q学习算法的自适应动态源路由(DSR)协议。该协议能在网络状态较好的情况下减小开销,在网络状况较差的情况下改善端到端时延和吞吐量性能。仿真结果表明,自适应Q-DSR协议能够提升传统DSR协议的性能,是简单高效的路由协议。     

一种Ad Hoc网络单径和多径路由的选择算法

主要分析了Ad Hoc网络中单径路由协议和多径路由协议的特点。从路由中断时所传输分组的丢失率角度考虑,提出了一种单径路由和多径路由的路由协议选择算法。该算法考虑了由于网络的动态拓扑导致链路频繁失效时,原有路由中各节点缓存的分组会被丢弃的特征,通过选择合适的路由协议,降低分组的丢失概率,提高网络效率。     

Energy Efficient QoS Aware Hierarchical KF-MAC Routing Protocol in Manet

The paper proposes an energy efficient quality of services (QoS) aware hierarchical KF-MAC routing protocol in mobile ad-hoc networks. The proposed KF-MAC (K-means cluster formation firefly cluster head selection based MAC routing) protocol reduces the concentration of QoS parameters when the node transmits data from source to destination. At first, K-means clustering technique is utilized for clustering the network into nodes. Then the clustered nodes are classified and optimized by the firefly optimization algorithm to find cluster heads for the clustered nodes. The transmission of data begins in the network nodes and TDMA based MAC routing does communication. The observation on KF-MAC protocol performs well for QoS parameters such as bandwidth, delay, bit error rate and jitter. The evaluation of proposed protocol based on a simulation study concludes that the proposed protocol provides a better result in contrast to the existing fuzzy based energy aware routing protocol and modified dynamic source routing protocol. With KF-MAC protocol, the collision free data transmission with low average energy consumption is achieved.     

基于双簇头非均匀分簇的LEACH协议的改进

在无线传感器网络中的LEACH协议是一种自适应聚类路由算法．由于LEACH协议存在着无法控制簇首在网络中的分布位置、簇首选择方式限制条件不够等缺点导致能量消耗太大．基于簇头能量限制和双簇头路由方式,对LEACH协议进行了改进,设计了一种降低能耗的双簇头非均匀分簇路由协议．双簇头非均匀分簇路由协议采用NS2进行网络仿真实验,通过仿真结果的分析以及与LEACH协议的对比,证明双簇头非均匀分簇路由协议有效提高了网络能耗的均衡性．     

Ad Hoc网络先应式路由维护机制的优化模型研究

Ad Hoc网络先应式路由算法(Proactive Routing Algorithm)具有寻由时延小,拓扑维护及时的优点,适合在网络负载较大的环境下高效运行.本文针对路由维护机制,以减少协议开销和寻由错误报文为目标,提出了基于Ad Hoc网络的先应式路由维护机制优化模型.通过对优化模型的相关参数讨论,得出如下结论:1.先应式路由协议的最优更新时间周期具有"逆向稳定性";2.节点数目n与更新系数h有比例关系n→h^3/2.通过模型求解和仿真结果相比较,验证了模型的正确性.优化模型的研究为先应式路由算法更新机制和算法的可扩展性支持提供了理论依据.     

一种基于MANET的军事航空通信网络设计

在MANET研究中,网络拓扑结构对网络性能有直接影响。军事航空通信的特殊性决定了航空网络结构的特殊性。提出了一种航空自组网拓扑结构模型,并给出了基于OFDM的MAC协议思想,同时提出了一种分区层次路由协议。